焦化厂挥发性有机物VOC治理改造工程设计方案签字版.docx

1、焦化厂挥发性有机物VOC治理改造工程设计方案签字版1 总论1.1概述目前，中国的工业发展进入到一个新阶段，环境问题的日益突出影响到了人们的正常工作和生活，环境问题越来越受到人们的关注。针对当前严峻环保形势，为了更进一步治理环境，根据河北省焦化行业污染整治专项行动方案和 炼焦化学工业污染物排放标准 ( GB16171-2012)的相关规定，现对邯钢焦化厂煤气净化区域挥发性有机物进行治理。控制工业等生产领域有害气体的排放，减少其对大气环境的污染。邯钢焦化厂煤气净化区域，由于没有采取尾气处理措施，不能满足当前的环保要求，需要进行挥发性有机物的治理，在两个新油库区域、两个冷凝区域 (其中二冷凝区域需要

2、考虑蒸氨) 、 两个粗苯区域各建设一套处理装置，涉及到的硫铵工艺一并考虑。1.1.1设计依据中华人民共和国环境保护法( 2015年 1 月)石油化学工业污染物排放标准 (GB31571 2015)河北省工业企业挥发性有机物排放控制标准( DB13/ 2322 2016)炼焦化学工业污染物排放标准 ( GB16171-2012)焦化厂安全规程建筑地基处理技术规范 ( JGJ 79-2012)湿陷性黄土地区建筑规范 ( GB 50025-2004)建筑桩基技术规范 ( JGJ 94-2008)建筑基桩检测技术规范 ( JGJ 106-2014)建筑地基基础工程施工质量验收规范 ( GB 50202

3、-2013)安全防范工程技术规范 ( GB 50348-2014)钢结构工程施工质量验收规范 ( GB 50205-2015)混凝土结构工程施工质量验收规范 ( GB 50204-2015)砌体工程施工质量验收规范 ( GB 50203-2011)建筑抗震加固技术规程 ( JGJ 116-2009)屋面工程质量验收规范 ( GB 50207-2012)建筑结构检测技术标准化 ( GB / T 50344-2004)混凝土强度检验评定标准化 ( GBJ 107-2010)建筑施工安全检查标准化 ( JGJ 59-2011)砌体工程现场检测技术标准化 ( GB / T 50315-2011)建筑施

4、工高处作业安全技术规范 ( JGJ 80-2011)建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 ( JGJ130-2011)建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范 ( JGJ 128-2010)建筑机械使用安全技术规程 ( JGJ 33-2012)施工现场临时用电安全技术规范 ( JGJ 46-2012)建设工程施工现场供用电安全规范 ( GB 50194-2014)建筑施工现场环境与卫生标准化 ( JGJ 146-2013)火灾自动报警系统施工及验收规范 ( GB 50166-2007)建筑物电子信息系统防雷技术规范 ( GB 50343-2012)供配电系统设计规范 ( GB 50052-2009)

5、建筑设计消防规范 ( GB50016-2006)焦化安全规程 ( GB12710-2008)1.1.2设计范围及内容本项目的设计范围为：一系统冷凝区域、二系统冷凝区域、一系统粗苯区域、二系统粗苯区域、南油库区域、北油库区域的尾气治理。( 1)与系统配套的电气设施；( 2)与系统配套的控制系统，( 3)与系统配套的 PLC 控制系统及仪表( 4)配套的配电室等其他与尾气治理系统必要的配套设施；( 5) 区域所需外部能源介质如： 压缩空气、 工业冷却水、 电力外线等，由厂区管网送来，接点位置由焦化厂指定。( 6)控制软件编程。1.1.3 总体要求1)投标方具有同类型企业挥发性有机物治理工艺业绩，同

6、时稳定运行一年以上。2)在充分利用原有设施、设备的基础上，投标方根据技术要求，因地制宜，选择合理的工艺技术，设计方案，进行提标升级改造。3)焦化厂挥发性有机物治理项目废气排放指标要达到石油化学工业污染物排放标准 (GB31571 2015)、 炼焦化学工业污染物排放标准GB16171-2012表 6标准要求，其中非甲烷总烃、酚类、苯要达到河北省工业企业挥发性有机物排放控制标准 ( DB13/ 2322 2016)的排放限值，建立泄露与检测修复制度 (LDAR) 。4)焦化厂挥发性有机物治理项目为两部分，一部分是现有设备的改造，另一部分为新建挥发性有机物治理装置和建立 LDAR 制度。5)焦化厂

7、挥发性有机物治理的操作控制实现 PLC 集中控制要求。6)施工期间，设备改造、新建、安装、调试等不得影响现有工艺正常运行，所有施工均由承包方承担，承包方应对其施工及供货的产品质量负有全责。1.1.4 规模和指标要求1)治理规模焦化厂需要在两个新油库区域、两个冷凝区域(其中二冷凝区域需要考虑蒸氨) 、 两个粗苯区域各建设一套处理装置。 要在挥发性有机物监控区域建立泄露与检测修复制度 (LDAR) ，并达到环保验收合格水平。2)指标要求达到炼焦化学工业污染物排放标准 GB16171-2012表 6“大气污染物特别排放限值”要求、 河北省工业企业挥发性有机物排放控制标准( DB13/ 2322 20

8、16) 的要求、 石油化学工业污染物排放标准 (GB31571 2015)。具体如下： 单位： mg/m3工艺设施污染物项目最高允许排放浓 度排放监控位置冷鼓、库区焦油 各类储槽非甲烷总烃50车间或设施排气筒酚类50苯并 a芘0.3 g/m3氰化氢1.0氨10硫化氢1苯储槽苯4非甲烷总烃501.2厂址简述1.2.1厂址位置 项目建设地点位于邯钢公司焦化厂厂区化产回收区域内。1.2.2厂址气象资料（ 1 ）环境温度最冷月平均温度： -7.8最热月平均温度： 27.8极端最低温度： -19极端最高温度： 42.5环境湿球温度（夏季设计条件） ： 34（ 2）相对湿度最小： 47%最大： 79%年平

9、均： 66.5%（ 3）大气压力最小： 995 hPa.a最大： 1018 hPa.a年平均： 1008 hPa.a（ 4）风速、风向及频率平均风速： 2.5m/s最大风速： 19m/s风向： NS风载荷 0.4kN/m2设计雪载荷 0.4kN/m2（ 5）地震烈度抗震设防烈度为七度。1.3工程建设条件1）项目在焦化厂厂内建设，电、水、气等能源介质供应能够得到充分保证。（ 2）维修、检化验及生活设施利用焦化厂现有设施。1.4设计原则为确保工程施工进度和工程质量，除尘系统设计方案遵循生产工艺先进、运行可靠、符合规范要求、能力满足要求以及安全环保生产的总体思路。其设计原则如下：1）采用成熟稳定的先

10、进技术，合理选用可靠的除尘（工艺）设备和“三电”设备，使技术装备水平达到国内先进水平。2）采用先进、可靠、合理的尾气治理设施，并采取有效的吸收密封措施，使工程投产后尾气排放量符合国家标准；3）总图布置紧凑、合理、顺畅；4）在确保工艺和环保设施完善的前提下，优化工艺配置，以尽量节省投资。5）充分考虑与焦炉生产衔接，施工时分步实施，保证建设过程对现有焦化生产影响最小。1.5主要设备选型：1）喷洒泵 Q=160m3/h， H=80m， 380V， CS，配防爆电机 N=75kW冷鼓工段泵为 75kW，其余为 45kW 或以下2）文氏喷射吸收器，吸气量 5000m3/h，材质：不锈钢 316L；2 焦

11、化工艺2.1设备改造部分2.1.1项目总述：当前严峻的环保形势，对焦化厂化产回收区域内的挥发性有机物（ VOC）的排放指标，提出了更高的要求，为了进行 VOC 治理，改善大气环境，需要对现有部分设备进行改造。2.1.2拆除、改造储槽部分2.1.2.1按图纸要求制作 1400 3500机前水封槽 2台 （含管道重约 2.2吨 /台） ；在一风机机前煤气管道西侧新建长 3.5m 宽 2 米深 3.5米的机前水封水泥槽 1 座，用于安装机前水封，铺设机前水封池至该区域液下槽的地埋防腐管道（ DN200） 25米，地埋深度约 150mm。在一风机西侧新建液下槽 1 台（规格 DN2500 L=4000

12、） ，安装液下泵 2 台，配接排液 DN50 管道120 米。设备、管道刷防腐漆，管道保温。1.1.1.1.2新建 5000*2600 初冷混合液槽 1 台，其基础制作时，需拆除3m 3m 6m 液下池 1 座， 回填夯实再建基础。 配接混合液槽 DN200 管道15米、 DN150 管道 128米、 DN125 管道 260米及各种蒸汽、放空、液位计等 DN80 以下管道约 160米，安装 DN200 阀门 4 台、 DN150 阀门 8 台、DN120 阀门 12 台、各种蒸汽、放空、排液阀（ DN80 以下小阀门）约 12台。制作该槽的内部蛇管加热器、操作平台、栏杆等，槽体、相应管道防腐

13、保温。建成后，将原有规格为 3000*4500 的 2 台储槽（含管道）和规格为 4500*6000 的 1 台储槽（含管道）拆除。2.1.2.3拆除原有的 6500*9000 富萘油槽 1 座。在新基础上新建DN6500*2600焦油中间槽 1 台， 配接机械化澄清槽至该槽的蒸汽 DN200/150夹套管道 180米、 DN200 焦油管道 40米、 DN150 配油管道 35米、 DN100放空管道 25米、 DN25 蒸汽管道 40米。制作该槽的操作平台、栏杆等，在该槽顶侧面设计新建焦油液位调节器 6 个。槽体、管道防腐保温。2.1.2.4配接初冷排液满流水封槽至机械化澄清槽的 DN20

14、0 满流管道30米。拆除、配接初冷器 DN200 排液管 60米。管道刷防腐漆、保温。2.1.2.5拆除 2 座粗苯冷凝液排液水泥池 （规格 3m 4m 3m） ， 在此基础上制作安装密闭式液下储槽 2 台（按 DN2500 L=4000 卧槽计算） ，安装液下泵 4台重新配接 DN100 配液管道 500米。 改造 1 座洗苯区域的冷凝液水泥池，拆除自吸泵 1 台及其 DN80 管道 20米，重新安装液下泵 2台，配接 DN80 管道 30米。管道的拆装均含阀门，新管道及液下槽需刷漆防腐。2.1.2.6改造两个炼焦在化产系统冷凝区域的排液水泥池 2 座，在此水泥池内部新建钢制储槽（规格 DN

15、3000 H=2000） 2台，将泵的排液引至钢制储槽，配接 DN80 排液管 60米， DN50 管道 40米。2.1.2.7南油库新建废水储槽 1 台，规格 DN3000 L=6000，安装液下泵2 台，配接废水 DN80 管道 140米。储槽、管道刷防腐漆、保温。2.1.3 更换储槽部分2.1.3.1更换冷凝混合液槽、 焦油缓冲槽各 1 台 （共 2台） ， 规格 DN=5100H=2500。 混合液槽按图纸要求制作内部蛇管加热器、 重新配接接口管道等。新储槽防腐刷漆、保温。2.1.3.2更换冷凝循环氨水槽 2台， 规格 DN=5150 H=4205。 配接 DN600管道 15 米，安

16、装 DN500、 DN250 阀门各 2 台，槽体、管道防腐刷漆、保温。1.1.1.1.3更换焦油槽 2台，规格 DN=7000 H=10000。新储槽防腐刷漆、保温。2.1.3.4制作外排轻苯槽 1 台，规格 DN=4400 H=4250，配接 DN100 轻苯管道 40 米、 DN25 冷水喷淋管道 60米。储槽、管道防腐刷漆，旧轻苯槽拆除。2.1.3.5更换一冷凝氨水事故槽 1 台，规格 DN5100 H=4500。2.1.4 储槽检修部分3 台机械化氨水澄清槽更换机头钢板（厚度 8mm 钢板约 28 吨） 、修复传动装置（更换调紧装置 12 件、链条 20 米、修复 2m 长刮板 20

17、 块等） 。 2台机械化氨水澄清槽（单重约 37 吨）大修。 14 个机械化澄清槽出渣口改造。2.1.5辅助系统改造2.1.5.1安装各种储槽液下泵 6台， 配接 DN50 排液管道 800米， DN20蒸汽清扫管道 300 米，管道防腐刷漆、保温。2.1.5.2重新制作焦油泵、初冷喷洒泵、油库废水泵水泥（防腐）基础 7处，然后安装新化工泵，配接 DN150 喷洒管道 70米、 DN200/150 焦油管道 90 米、 DN80 废水管道 450米、各种排液放空管道（均在 DN80 以下）约 200 米。管道刷漆防腐、保温。2.1.5.3储槽、管道、泵、操作台等设备（设施）在现场拆除、制作、安

18、装、更换（对接）等过程中，需抽堵必要的盲板、搭设必需的脚手架、制作临时的操作台等。 （此部分内容在施工前的检修方案中再具体细化）2.1.6电气系统改造2.1.6.1设备改造部分所有泵的配电及控制引自旧有配电柜，此部分不再新增配电柜及配电设施。2.1.6.2电气控制系统的元件采用施耐德品牌。2.1.6.3电缆敷设及选型符合 ?电力工程电缆设计规范 ?，电缆长度根据泵的安装位置确定。2.1.6.4喷洒泵要具有停泵报警功能。一旦停泵，在操作室进行声光报警。2.1.7仪表系统改造2.1.7.1更换或添加改造工程涉及到的原有设备或新建（储槽、管道等）各种介质的液位、温度、压力、尾气的仪表监控。2.1.7

19、.2供货、安装及调试监控调节点新安装的仪表等设备。2.1.7.3需要在线显示数据引入回收中控室，并对原有系统编程，增加相应的 I/O 模板、变送器、机架、盘柜等设备（如需要） ，柜内配线、设备及系统调试等工作。2.1.7.4所设计的仪表的电缆和桥架、线管铺设。2.2 VOC治理部分2.2.1现场存在的尾气来源煤气净化生产过程中，因为各种介质流动、气体的存压等均会产生尾气，正常生产时部分储槽等生产装置也会排出一些废气。化产废气普遍存在易燃易爆易中毒等单一或多种危害，它们大部分因含有不同杂质存在刺激性、腐蚀性，有的甚至含有大量致癌、致畸、致突变的有害成分，有的还含有恶臭物质等。 其组成复杂， 并能

20、够对大气环境造成比较严重的污染，加剧设备的腐蚀，有些处置不当容易发生燃烧、爆炸等安全事故，焦化生产过程产生此类废气的源头如下：1、在生产过程中，化产品槽之间的转移，进料时通过放散管排出其内气体，或温度升高气体挥发出来的气体；2、在生产过程中，清扫管道、设备产生的废气；3、设备不正常及其他不正常生产情况下的短期排空；4、设备泄漏产生的废气；5、化产槽溢槽产生的废气；6、化学反应等生产过程中产生的一些气体。2.2.2处理工艺选择化产废气污染物种类繁多，特性各异，因此相应采用的治理方法也应当根据其性质不同， 目前应用范围最广的 VOCs 治理技术主要有： 吸收法、吸附法、冷凝法、燃烧法、稀释法、负压

21、回收法、旋转式分子筛吸附浓缩技术、 RCO、 RTO、氮气循环脱附吸附回收技术、生物处理法等。结合邯钢焦化实际和济钢焦化尾气处理系统运行效率效果我们采用如下方法：1、吸收法：吸收是利用气体在液体中溶解度的不同来分离和净化气体混合物的一种操作过程。它在化工生产中是一个重要单元，是发生两相间的质量传递过程。吸收法也常用于气态污染物的处理，例如硫化氢、氨等污染物的工业废气都可用吸收法加以处理。吸收可分为物理吸收和化学吸收两大类。物理吸收：大部分利用相似相溶原理，用吸收液吸收类似组分的气体。这种一般吸收所溶解的气体与吸收液不发生明显的化学反应，仅仅是被吸收的气体组分溶于液体的过程。如用水洗氨、用洗油吸

22、收烃类蒸气等过程都属于物理吸收。化学吸收：被吸收的气体与吸收液发生明显化学反应的过程称为化学吸收。由于废气中污染物的含量一般很低，所以它们的处理多采用化学吸收法。 例如用碱液吸收烟气中的 SO2， 用水吸收 NOx 等属于化学吸收过程。吸收法尾气处理技术应用较广的是喷射吸收器产生的吸力作为尾气捕集、洗净的动力，尾气经洗涤液喷洒进入喷射吸收器是第一次洗净，经洗净塔二次洗净后外排。这种技术优点集喷射吸收器、洗涤净化塔、贮槽三位一体，占地面积小。另外，高效喷射器喷洒，具有足够的吸力的压头，维护方便，洗涤喷洒喷嘴采用有特殊结构的喷心，喷洒断面实心。缺点是一次投资较高，运行需要消耗动力等。2、吸附法：吸

23、附是一种复杂的表面现象。它是利用多孔性固体吸附剂来处理气态（或液态）混合物，使其中的一种组分在固体表面未平衡的分子引力或化学键力的作用下被吸附在固体表面未，从而达到分离目的。目前吸附操作在净化有毒有害气体方面也得到了广泛应用，成为处理气态污染物的重要方法之一。吸附与吸收是有区别的，吸收时液相中分子基本上是均匀分散的，而吸附时在固体表面上分子“浓缩”形成了吸附层，所以从分子角度上看，它是不均匀过程。气体吸附原理和液体吸附原理相似，在废气处理上主要适用于除混合气中的低浓度气态污染物。常用的气态吸附剂有分子筛、活性炭、焦炭等，其中用的最广泛的是活性炭。3、负压回收法：利用负压工艺装置，将废气回收至装

24、置内。现在应用较多的是将尾气回收到负压煤气管道中。 该种工艺运行稳定， 所需能耗低，实施简便，但必须进行严格有效的安全评估，并在设计上采取有效的安全控制措施。2.2.3尾气治理总体思想尾气治理必须要双管齐下，控制增量，削减存量。1、一方面要从源头减排，提高清洁生产水平，采用先进的工艺装备。在化产各工序的生产过程中，要防止或减少跑、冒、滴、漏现象，尤其在腐蚀比较严重的工序必须进行全面整治， 必要的情况下， 要淘汰落后工艺。2、要加强末端治理，根据不同区域尾气的性质采取分类治理的方案，同时日常操作及尾气洗涤等环保设施要控制好运行参数指标。3、在保证系统运行安全的前提下，设计科学合理的尾气治理工艺，

25、尽量不耗能或少耗能。2.2.4焦化厂尾气治理技术方案1、冷凝区域尾气、蒸氨区域尾气治理方案表 1 冷凝区域尾气源表序号装置名称介质尾气成分备注1初冷器上段冷凝 液槽焦油氨水混 合物氨气、水汽、萘 等温度大约 602初冷器下段冷凝 液槽焦油氨水混 合物氨气、水汽、萘 等温度大约 303机械化澄清槽焦油氨水混 合物氨气、水汽、萘 等温度大约 804焦油槽焦油萘、氨气等温度大约 605剩余氨水槽氨水氨气、萘、水汽 等温度大约 75根据现场实际情况，结合尾气产生量及介质性质，我们建议选用喷射吸收工艺。该工艺的优点是：利用洗涤介质的喷射作用产生微负压，同时实现洗涤介质和尾气的充分接触，使尾气降温并被洗涤

26、介质吸收，吸收效果好且能耗较低；洗涤介质使用回收工序内部产生的分离水，不产生二次污染。2、机械化刮渣槽密封无尘排渣方案 针对邯钢焦化机械化刮渣槽使用现状，结合机械化刮渣槽结构及使用特点，确定密封技术方案如下：（ 1） 本密封装置 -渣斗系统总体设计宗旨是： 设计一套适合现场工况，操作维护方便，能明显改善现场环境的装置。结合现场特点，设计机械化刮渣槽专用密封装置及配套的渣斗装置，该装置投入使用后，可明显改善（ 2）设计安装机械化刮渣槽放料斗密封装置，通过密封装置，可有效防止放料斗放料时液体喷溅，杜绝焦油异味扩散，现场环境可得到明显改观。 密封装置设计为自动控制， 且保证放料斗在渣斗倒运作业时清洁

27、作业，同时实现设备维护简单，操作方便，可明显降低现场工人的劳动强度。（ 3）针对现场工况及设备结构特点，设计放料专用渣斗，通过渣斗与密封装置的密封连接，可以使放料作业在设定的密闭空间进行，防止异味扩散。待渣斗盛满焦油渣时，渣斗可用叉车送到渣场后自动倾倒焦油渣，方便操作，节省人力。（ 4）使用前后效果对比3、粗苯区域尾气治理方案根据苯类物质易燃易爆的特性，以及苯汽密度大于空气、氮气的性质，考虑到安全性和环保效果，拟在该区域选用氮封工艺。氮封工艺不需要外加动力，氮气消耗量很小，密封效果好。粗苯地下池、油水分离器、等尾气集中收集后进入洗涤装置，工艺同冷凝尾气工艺相同。4、油库区域尾气治理方案焦油贮槽

28、、粗苯贮槽等槽内苯、萘等有毒有害气体会不断逸出，污染环境的同时对人体造成损害较大，根据生产工艺和设备布局的情况，在槽区采用氮封技术进行保压， 考虑到安全问题， 装车时采用喷射吸收洗净法，工艺同冷凝尾气工艺相同。5、蒸氨尾气治理方案蒸氨工段主要收集蒸氨区域两个储槽及蒸氨塔排焦油池尾气，焦油池需要密封后收集至尾气处理装置，工艺同冷凝尾气工艺相同，3总图3.1总平面布置(1)总平面布置原则a、力求工艺流程顺畅，管线短捷，在满足生产、运输需要的前提下节约用地；b、符合防火、防爆、安全、卫生以及环保等规范要求；c、结合风向、地形等自然条件，因地制宜进行布置，使主要建构筑物位置做到填方最少以减少基建工程量

29、，并使多数建筑物有良好的朝向。(2)总平面布置说明本工程的总平面布置根据厂方提供的区域进行布置，充分利用现有场地地形条件，满足焦化工艺流程要求需要。3.2竖向布置本工程所处区域地形平坦，煤气净化区域系统区域标高为 64.00米。场地雨排水：场地排水采用暗管方式。场地雨水汇集到路面，流入道路雨水口，经下水道排入厂区主下水道外排。4土建4.1气象条件多年平均气温： 13.5 极端最高气温： 42.5 极端最低气温： -19多年平均降水量： 627.2mm五十年一遇 10 米高平均最大风速： 19m/s年平均风速： 2.5m/s基本风压： 0.4KN/ 多年平均气压 ： 1008 hPa.a极端最高

30、气压： 1018 hPa.a极端最低气压： 995 hPa.a最大积雪深度 ： 170mm最大冻土深度 ： 50mm多年平均相对湿度： 66.5%4.2主要计算依据抗震设防烈度为 7 度（ 0.15g） ，设计地震分组为第一组。基本风压为 0.40kN/m2。基本雪压为 0.35kN/m2。4.3建筑设计厂房跨度、柱距及定位轴线无特殊情况均按“建筑统一基本规划”进行设计。各建（构）筑物按生产需要分别满足工艺专业提出的采暖、封闭、敞开等要求。屋面：一般采用 1/20 或 1/10 坡度（按屋面结构形式）无组织排水，挑檐出墙面 300600mm（视建筑物高度而定） ； 主要建筑设屋面防护栏杆。门窗：电气室局部按规范规定设防火门。一般窗户采用塑钢玻璃窗。装修：除特殊要求均采